Mașină RC autonomă: 7 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Odată cu creșterea mașinilor autonome autonome astăzi, am decis să-mi asum provocarea de a-mi face una. Acest proiect a servit, de asemenea, ca proiectul meu principal în clasele mele de proiectare și dezvoltare inginerie și robotică și a primit un premiu pentru cel mai bun vehicul autonom la un concurs STEM de liceu.

În loc să încep de la zero, am ales să folosesc o mașină RC pe care o aveam deja și am asociat-o cu o placă RedBoard Arduino Uno. Am ales Arduino datorită ușurinței sale relative de utilizare și programare.

Pentru cei care se întreabă, această mașină are un Redcat Racing 03061 ESC rezistent la stropire cu un motor periat. ESC a fost deja programat folosind controlerul livrat împreună cu mașina. Nu am testat acest lucru cu un motor fără perii, deoarece nu avem unul la îndemână, dar oricine este binevenit să încerce acest proiect cu un motor fără perii.

Pe scurt, această mașină colectează date de la (5) senzori cu ultrasunete HC-SR04. Aceste date se întorc la Arduino, unde ia decizii cu privire la modul de deplasare. Arduino controlează apoi servodirecția și motorul în mod corespunzător. Programul folosește servo-biblioteca standard Arduino pentru a face acest lucru și nu sunt necesare biblioteci suplimentare.

Mașina este capabilă să controleze viteza variabilă prin intermediul unui potențiometru și să facă o copie de rezervă de la un perete atunci când lovește unul. În plus, mașina se poate corecta dacă se îndreaptă prea aproape de perete, îndepărtându-se.

Pasul 1: Lista pieselor

Declinare de responsabilitate: Nu includ piesele necesare pentru mașină, ci doar piesele suplimentare dincolo de mașină. Pentru aceasta va fi necesar un ESC, motor, șasiu, baterie etc.

Vei avea nevoie:

(1) Arduino Uno - knockoff-urile vor funcționa foarte bine

(1) Breadboard - pentru acest proiect, am luat șina +/- dintr-o breadboard și am folosit o altă breadboard mai mică. Orice dimensiune va funcționa.

(5) Senzori cu ultrasunete HC-SR04

(1) Potențiometru - utilizat pentru controlul vitezei mașinii

(20) Firele Dupont Feminin-Masculin - Vă recomandăm să aveți mai multe de utilizat ca prelungitoare pentru alte fire, dacă este necesar

Fier de lipit cu lipit

Sursă de alimentare Arduino - în acest caz, am folosit (6) baterii AA de 1,2 v cablate în serie. Băncile externe de alimentare pentru telefoane și tablete precum aceasta vor funcționa bine și atunci când sunt conectate la portul USB.

Bandă, lipici fierbinte și / sau orice alte articole folosite pentru a fixa articole împreună

(1) Comutator de comutare (opțional - îl folosesc pentru a porni și opri Arduino)

Pasul 2: Poziționați senzorii

Mai întâi, veți dori să poziționați și să fixați corect senzorii. Am (1) senzor orientat înainte, (2) senzori înclinați la aproximativ 45 de grade și (2) senzori pe părțile laterale ale mașinii. Am imprimat suporturi de montare 3D pentru laterale și față și am folosit adeziv fierbinte pentru a fixa senzorii frontali înclinați, deoarece adezivul fierbinte este neconductiv. Suporturile de montare pentru laturi și față pot fi descărcate și imprimate 3D.

Pasul 3: Adăugați Breadboard-ul și potențiometrul

Apoi, veți dori să adăugați panoul de control și potențiometrul de control al vitezei înainte de a începe cablarea. Aici am folosit o placă mică și +/- de la o altă placă din cauza spațiului pe caroseria mașinii, dar și o placă standard va merge bine.

Pasul 4: Sârmă totul

Acesta este probabil cel mai mare pas și un cablu greșit poate face ca mașina să nu funcționeze corect. Consultați diagrama Fritzing de mai sus pentru îndrumări suplimentare.

Începeți prin conectarea pinului 5v al Arduino-ului dvs. la șina pozitivă a panoului și a pinului GND al Arduino-ului la șina negativă a panoului.

Apoi, conectați senzorii sonarului. Senzorii HC-SR04 au fiecare dintre cei patru pini etichetați. Sunt:

VCC - putere 5v

Trig - declanșator pentru a trimite un impuls ultrasonic

Ecou - pin de primire care măsoară durata pulsului

GND - știft de masă

Utilizați fire Dupont de sex feminin pentru aceasta. Fiecare dintre pinii VCC ar trebui să fie conectați la șina pozitivă a panoului și fiecare dintre pinii GND ar trebui să fie conectată la șina negativă a panoului de pană. Am folosit fire Dupont de sex feminin-masculin suplimentare ca prelungitoare pentru această parte, deoarece am avut o problemă cu unele dintre fire care nu erau suficient de lungi.

Apoi, conectați pinii Trig și Echo în Arduino. Acestea vor fi conectate la pinii digitali ai Arduino ca atare:

Senzor frontal central:

Trig - pinul 6

Ecou - pinul 7

Senzor partea stângă:

Trig - 4

Ecou - 5

Senzor lateral dreapta:

Trig - 2

Ecou - 3

Senzor frontal stânga:

Trig - 10

Ecou - 11

Senzor frontal dreapta:

Trig - 9

Ecou - 8

Apoi, conectați servodirecția, ESC-ul motorului și potențiometrul de control al vitezei.

În primul rând, începeți cu servodirecția de direcție. Servo-ul de pe mașina mea avea fire roșii, portocalii și maro. Culorile pot varia puțin, dar toate vor fi conectate în mod similar:

Sârmă maro (împământare) - conectați la șina negativă a panoului de rulare

Sârmă roșie (putere 5v) - conectați-vă la șina de panou 5v

Sârmă portocalie (semnal) - conectați-vă la pinul 13 de pe Arduino

ESC - sau regulatorul electronic de viteză - care controlează motorul este conectat foarte similar. În acest caz, firele sunt albe, roșii și negre.

Alb (semnal) - Conectați-vă la pinul 12 de pe Arduino

Roșu (5v) - NU vă conectați la nimic. Din cauza unei supratensiuni de electricitate care curge înapoi când motorul se oprește, 5V nu ar trebui să fie conectat. Ai putea prăji un port USB sau, eventual, Arduino.

Negru (la sol) - conectați la șina negativă a panoului de rulare

În cele din urmă, conectați potențiometrul pe care l-ați pus mai devreme pe panou. Numerele mici sunt imprimate probabil pe ea undeva. Ar trebui să fie conectat ca:

1 (știft stâng) - conectați la șina negativă a panoului de rulare

2 (pin mediu) - conectați-vă la pinul A0 de pe Arduino

3 (știftul drept) - conectați-vă la șina pozitivă a panoului

Cablajul va arăta foarte dezordonat, așa că, dacă doriți să faceți o gestionare a firelor, acum ar fi momentul să o faceți.

Pasul 5: Alimentarea Arduino

Apoi, veți dori să configurați o soluție de alimentare pentru Arduino. În acest proiect sunt utilizate două surse de alimentare separate: bateria pentru mașină și bateria pentru Arduino. În acest caz, am folosit (6) baterii AA reîncărcabile de 1,2 v cablate în serie. Băncile de alimentare portabile ale telefonului mobil vor funcționa, de asemenea, asigurați-vă că aveți un cablu care se conectează la portul USB Arduino (cum ar fi mini-USB).

Vă rugăm să rețineți că bateriile de 9v NU vor funcționa cu acest proiect. Datorită modului în care sunt proiectate bateriile de 9v, tensiunea este suficientă pentru a rula Arduino, dar curentul care iese din baterie va determina să moară în cel mai scurt timp. De asemenea, am avut probleme cu repornirile aleatorii pe bateria de 9v.

Dacă alegeți să utilizați soluția pe care am folosit-o, veți avea nevoie de:

(6) Bateriile AA (bateriile alcaline funcționează bine)

Suporturi pentru baterii AA pentru toate (6) bateriile. Acesta ar funcționa excelent și nici nu necesită să folosiți un fier de lipit. Pentru aprovizionarea pe care am făcut-o, am înlănțuit (3) suporturi cu două baterii împreună așa cum se arată în imagine, am lipit firele pozitive / negative împreună, am luat ștecherul de alimentare DC de la un adaptor de baterie de 9v și l-am lipit până la capăt pozitiv și negativ fire. Apoi am lipit un comutator de alimentare în serie cu sursa de alimentare pentru a ușura pornirea și oprirea Arduino. Acest lucru este complet opțional.

Pasul 6: Încărcați programul Arduino

Apoi, va trebui să încărcați programul pe Arduino. Descărcați programul aici și încărcați-l pe Arduino prin ID-ul Arduino.

Pentru cei dintre voi care ar putea căuta să modifice codul, am inclus un pseudocod care explică ce face fiecare parte.

EDITĂ 25.09.18 - Am adăugat un al doilea program pentru a-l conduce în mijlocul a doi pereți. Nu am avut șansa să încerc codul din cauza faptului că nu am acces la mașină, dar nu ezitați să experimentați cu el.

Pasul 7: Conectați totul și porniți-l

În cele din urmă, va trebui să conectați totul. Mai întâi, conectați bateria mașinii la mașină și porniți ESC-ul. ESC ar trebui să emită un semnal sonor, indicând că este gata să fie „înarmat” de Arduino. Apoi, porniți Arduino. ESC ar trebui să emită un sunet de trei ori, iar roțile ar trebui să înceapă să se rotească. Dacă ESC emite un sunet, dar roțile nu încep să se rotească, rotiți potențiometrul spre dreapta pentru a mări viteza. Dacă mașina se mișcă prea repede, rotiți potențiometrul spre stânga.

Dacă potențiometrul funcționează opus modului în care ar trebui, puteți întoarce firele pozitive și negative pentru a rezolva acest lucru.

Videoclipul arată mașina funcționând, cum să schimbi viteza și ordinea de pornire.